[发明专利]一种高降压比的交错并联DC-DC变换器

说明书

本发明公开了一种高降压比的交错并联DC‑DC变换器，电源的正极与第一电容的一端、第二二极管的负极、第一开关管的一端及第二开关管的一端相连接，第一电容的另一端与第三二极管的正极及第一二极管的负极相连接，第二二极管的正极与第三二极管的负极及第二电容的一端相连接，第一开关管的另一端与第二电感的一端及第四二极管的负极相连接，第二开关管的另一端与第一电感的一端及第五二极管的负极相连接，第一电感的另一端与第二电感的另一端及负载电阻的一端相连接，电源的负极与第二电容的另一端、负载电阻的另一端、第五二极管的正极及第一二极管的正极相连接，该变换器具有高降压比、低输出纹波、输入电流可连续及良好电压调节能力的特点。

技术领域

本发明属于电力电子直流变换器设计领域，涉及一种高降压比的交错并联DC-DC变换器。

背景技术

随着近年工业技术的迅猛发展，电力电子技术及相关设备在其中的重要性日益凸显，其中DC-DC变换器在电网、汽车、轨道交通、生物医学和通信系统等领域广泛应用。近年来，为追求高效率、高功率密度及低成本等发展趋势，数据中心、汽车电子及分布式能源系统等应用场合逐渐青睐于更高电压等级的电源架构，如以48V代替传统的12V直流母线电压，但诸多终端设备仍维持低压输入要求。研究高降压比的DC-DC变换器，为低压终端设备提供高效可靠的电能供应，具有重要的现实意义和应用价值。

传统的Buck变换器电压调节能力良好，但降压比不高、输入电流断续，且在低压大电流应用场合难以满足对占空比、效率及散热等方面的要求。交错并联结构是在DC-DC变换器拓扑构造中常用的技术手段，交错并联变换器具有诸多优势，如可降低输出电流纹波、减低电路所需电感值和易于实现高频等，但与传统Buck变换器相比，降压比并没有得到提升。此外，在拓扑中引入开关电容单元也是对传统变换器进行改进的常用方法，开关电容变换器可实现高降压比、高功率密度、小尺寸，且易于集成，但电压调节能力较差。

为克服上述传统DC-DC变换器的劣势，将Buck变换器、开关电容变换器和交错并联变换器相结合，探索可在降压比、效率、频率、功率密度、可集成性、输入电流可连续性等多方面进行提升的新型DC-DC变换器拓扑，实现优势综合、劣势互补。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种高降压比的交错并联DC-DC变换器，该变换器具有高降压比、低输出纹波、输入电流可连续、良好电压调节能力及较高效率的特点。

为达到上述目的，本发明所述的高降压比的交错并联DC-DC变换器包括电源、第一电容、第二电容、第一电感、第二电感、第一开关管、第二开关管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管及负载电阻；

电源的正极与第一电容的一端、第二二极管的负极、第一开关管的一端及第二开关管的一端相连接，第一电容的另一端与第三二极管的正极及第一二极管的负极相连接，第二二极管的正极与第三二极管的负极及第二电容的一端相连接，第一开关管的另一端与第二电感的一端及第四二极管的负极相连接，第二开关管的另一端与第一电感的一端及第五二极管的负极相连接，第一电感的另一端与第二电感的另一端及负载电阻的一端相连接，电源的负极与第二电容的另一端、负载电阻的另一端、第五二极管的正极及第一二极管的正极相连接。

电源的正极经输入电感与第一电容、第二二极管、第一开关管及第二开关管相连接。

负载电阻上并联有滤波电容。

第一开关管及第二开关管的触发脉冲相隔180°相位差。